עם חוזק מכני גבוה (17.5-19.3 גרם/ס"מ³), נקודת התכה (3422 גרם/ס"מ³), וצפיפות גבוהה במיוחד, סגסוגת טונגסטן מוכרת בתחומי הצבא, התעופה והחלל וההנדסה הגרעינית המתקדמת. אבל, זה. זה עדיין קשור לעיבוד גבוה. קוֹשִׁי. קושי זה נובע מהחמצון בטמפרטורה נמוכה וגבוהה, עמידות החומרים המעובדים בפני דפורמציה והטמפרטורה הנמוכה. כתוצאה מכך, הטונגסטן נעשה שביר ואיבד מעט משיכות, מה שהופך את העבודה איתו למאתגרת מאוד. כפתרון, התעשייה פיתחה טכנולוגיות מפתח כולל מתכות אבקה, דפורמציה חיובית ויצירת פלסטיק. עם אופטימיזציה מדויקת של תהליך וחיזוק סינטר, ניתן להשיג דיוק גבוה וביצועי משטח טונגסטן. להלן, נרחיב על שיטות העבודה של סגסוגת טונגסטן.
1. מטלורגיית אבקה: הבסיס להפקת כרטיסים ברמת טוהר- גבוהה. כולל אך לא מוגבל לפעילויות הקריטיות הבאות, מתכות אבקה היא השלב הראשון בעיבוד של סגסוגות טונגסטן.
1) טיהור חומר הגלם והתערובת שלו לאחר מכן
נבחרה אבקת טונגסטן ברמת טוהר גבוהה שהיא יותר או שווה ל-99.95 אחוז ולאחר מכן מעורבבת באופן אחיד עם רכיבי הסגסוג ניקל, ברזל וקובלט במהלך כרסום כדורים והקרנה. יכולת הצורה של האבקה היא בטווח של 5 עד 10 מיקרון. עבור יישומים ספציפיים, כמו חומרים המשמשים בהיתוך גרעיני, חלקיקי פאזה משנית כמו טיטניום קרביד, TiC ו- Yttrium oxide, Y2O3, משמשים כדי לשפר את עמידות קרינה מחוזקת לפיזור-.
2) יצירת וסינטרה- מראש
השטרות מוכנים באמצעות לחיצה איזוסטטית (לחץ גדול מ-2500 MPa או שווה לו) או טכניקות לחיצה-. מידות אופייניות הן מוטות או צלחות בגודל 12×12×400 מ"מ. טרום-הסינטור מתבצע ב-1200 מעלות למשך שעה אחת באווירת מימן כדי לשפר תחילה חוזק ומוליכות בילט.
2. עיבוד פלסטיק: המפתח להתגברות על צוואר הבקבוק השביר. המשיכות הנמוכה של סגסוגות טונגסטן דורשת עיבוד מדויק באמצעות יצירת פלסטיק בטמפרטורה- גבוהה:
1) גלגול חם וחם
גלגול חם מתחיל בטמפרטורת בילט של 1350-1500 מעלות. באמצעות מעברי גלגול מרובים, עובי הגיליון מצטמצם מ-8 מ"מ ל-0.5 מ"מ. יש לחמם את הגלילים מראש ל-100-350 מעלות כדי להפחית את ההתנגדות לעיוותים. גלגול חם (1200 מעלות) מחדד עוד יותר את הסדין ל-0.2 מ"מ. שימון גרפיט או מוליבדן דיסולפיד מרוסס לאורך כל התהליך כדי למנוע סדקים.
2) חיתוך ושרטוט תיל
החלפה מתבצעת באווירת מימן ב-1400-1600 מעלות. פרזול סיבובי זה הופך את הבילט למוט עגול אחיד (קוטר סופי 3 מ"מ) בצפיפות של 18.8-19.2 גרם/ס"מ³. ציור חוט משתמש בתהליך "ציור חם". לאחר חימום מוקדם ל-100-350 מעלות, היריעה נמשכת בהדרגה דרך אלונקת שרשרת לעובי חוט עדין יותר של פחות מ-0.06 מ"מ, מתאים ליישומים באלקטרוניקה ובתאורה.
3. תהליך סינטרה: שיפורים של צפיפות וביצועים. סינטרה חשובה בהגדלת הצפיפות והמאפיינים המכניים של סגסוגות טונגסטן. החשובים שבהם הם:
(1) התכה אנכית (סינטרינג עצמי-מעוכב): זרם נשלח ישירות דרך הבילט כדי ליצור חימום ג'ול. כמו שהזרם חוטא מהזרם שנמס. הוא שולט בספירת הדגנים לכ-10,000 עד 20,000 גרגרים למ"מ וצפיפות ל-17.8 עד 18.6 גרם לס"מ³. זה אידיאלי עבור חוט וחלקים קטנים.
(2) Spark Plasma Sintering (SPS): הוא משלב דופק זרם יחד עם קצת לחץ, ומשיג ציפוף מהיר של מתחת ל-2000 0 C, כאשר גודל הגרגיר שולט על פחות מ-300 ננומטר ושיפור ניכר בהתנגדות הזחילה
3) סינסינג ללא לחץ בשני-שלבים: הטמפרטורות נשלטות בשלבים (2300-2700 מעלות) באווירת ואקום או מימן, ומשיגות צפיפות תיאורטית העולה על 98%. הוא מתאים לצינורות בגודל גדול וחלקים בעלי צורה מיוחדת.
4. טיפול פני השטח ועיבוד לאחר-: פונקציונליזציה ודיוק
1) חיפוי וציפוי
בתגובה לצורך הדוחף של חברת הציפוי להפחית קורוזיה ובלאי במנגנוני שדה הנפט, פיתחנו טכנולוגיית ציפוי של סגסוגת טונגסטן. לסגסוגות טונגסטן יש עמידות טובה יותר בפני קורוזיה חומצית ואלקליות, ועמידות בפני שחיקה וקשיות דומות לאלקטרופלטות כרום. רכיבים חמים- דורשים ריסוס בציפויים עמידים-למחמצנים (כמו סיליקון-אלומיניד) כדי להפחית חמצון קטסטרופלי מעל 1000 מעלות.
2) עיבוד שבבי וטיפול בחום
במהלך שלב החיתוך, כאשר אנו משתמשים בכלי קרביד, חיוני להעלות את חלקי העבודה מעל 200-500 מעלות, שהיא טמפרטורת המעבר השביר-שברירית, כדי למנוע את הסיכון להיסדק. תהליך "ההזדקנות" פירושו שחומר העבודה צריך לעבור שלב ראשוני של שינוי, ולאחר מכן שלב משני. לדוגמה, אם סגסוגת W-Re מחוממת ל-1500 מעלות, אז אנחנו יודעים שבתוכה, אנו מחוייבים להגיע לטמפרטורה של 1650 מעלות.
5. תהליכים חדשניים: כיוונים חדשים במחקר
1) שיטת תגובה-במקום
גישה זו מבצעת את התגובה- באתר של אבקת טונגסטן עם פחמן וחנקן ליצירת שלבי החיזוק של טונגסטן קרביד (WC) וטונגסטן ניטריד (WN). תגובה זו מורידה את העלות של ייצור חומרים מרוכבים.
2) ייצור תוסף
גישה זו מיישמת טכנולוגיית SLM (המסת לייזר סלקטיבית), המייצרת ישירות חלקים גיאומטריים מורכבים. בשילוב עם טכניקות אחרות, SLM, ננו-אבקות ועיצוב גרדיאנט פותרים את המגבלות המרחביות של שיטות קונבנציונליות.
דרושים מספר חומרים מתקדמים-בעלי ביצועים גבוהים לכורי היתוך גרעיני ולרכבים היפרסוניים, וזה מניע את הפיתוח של טכנולוגיית עיבוד סגסוגת טונגסטן. באמצעות שיתופי פעולה במטלורגיית אבקה, יצירת פלסטיק וסינטרינג, ובתוך כל אצווה אחרת של טיפול פני השטח, הורד DBTT (טמפרטורת המעבר השביר-שביר) של סגסוגות טונגסטן מ-400 מעלות ומטה לטמפרטורת החדר, מה ששיפר את עמידותן בפני קרינה וחמצון.
